B²FH (koko nimi Synthesis of the Elements in Stars ) on tieteellinen artikkeli , joka on omistettu tähtien ydinreaktioihin ja alkuaineiden muodostumiseen universumissa . Julkaistu vuonna 1957 ja on yksi siteeratuimmistaartikkeleita astrofysiikasta . Artikkelin lyhennetty otsikko perustuu sen kirjoittajien nimien alkukirjaimiin: nämä ovat Marguerite ja Geoffrey Burbidge , William Fowler ja Fred Hoyle .
Vuonna 1946 Georgy Gamow ja Fred Hoyle julkaisivat itsenäisesti kaksi tieteellistä artikkelia , joissa he pohtivat kysymystä kemiallisten alkuaineiden alkuperästä universumissa [1] [2] . Gamow väitti, että kemialliset alkuaineet syntyivät ensisijaisesti pian maailmankaikkeuden syntymisen jälkeen primordiaalisessa nukleosynteesissä , kun taas Hoyle uskoi, että kemialliset alkuaineet syntyvät pääasiassa tähdistä . 1950-luvun alkuun asti Gamowin teoria sai paljon enemmän tukea - raskaiden alkuaineiden esiintyminen tähdissä näytti epätodennäköiseltä, koska niiden synteesi vaati kaksi suuruusluokkaa korkeampia lämpötiloja kuin pääsarjan tähdissä . Myöhemmin kuitenkin havaittiin ongelmia Gamowin teoriassa: universumin havaittu kemiallinen koostumus oli liian heterogeeninen sellaiselle kaikkialla esiintyvälle nukleosynteesille, jotkut kevyet ytimet [3] [4] .
1950-luvulla tuli tunnetuksi erilaisia tähdissä tapahtuvia mahdollisia ydinreaktioita: esimerkiksi vuonna 1952 Edwin Salpeter havaitsi mahdollisuuden muuttaa heliumia hiileksi lämpöydinreaktioissa , ja vuosina 1953-1954 löydettiin hiilen ja hapen palaminen . Tärkeä rooli oli myös vuonna 1952 löydetyllä teknetiumilla joistakin tähdistä (kutsutaan teknetiumiksi ): tämän alkuaineen isotooppien puoliintumisaika on enintään 4⋅10 6 vuotta, joten kävi selväksi, että raskaita alkuaineita muodostuu tähdet ja joissain tapauksissa putoavat niiden pinnalle [3] .
Tulevan artikkelin kirjoittajat alkoivat työskennellä yhdessä sen jälkeen, kun Marguerite ja Jeffrey Burbidge vuonna 1953 tutkivat joidenkin omituisten tähtien spektrejä, joissa oli epätavallisia kemiallisia alkuaineita. William Fowler kiinnostui myöhemmin heidän tiedoistaan , ja sitten Fred Hoyle liittyi heihin . Aluksi he alkoivat tutkia neutronien sieppauksen s-prosessia , jonka he odottivat selittävän havaitun kemiallisen koostumuksen [4] .
Hoyle oli tähtien nukleosynteesin idean kirjoittaja, ja ensimmäisen artikkelin julkaisemisen jälkeen vuonna 1946 hän kirjoitti toisen vuonna 1954 [5] . Myös B²FH:n artikkeli viittaa hänen työhönsä, mutta B²FH:ssa Hoyle tai kukaan muu ei ollut pääkirjoittaja: kaikki neljä kirjoittajaa tekivät vertailukelpoisia töitä [6] .
Tieteellinen artikkeli nimeltään "Synthesis of the Elements in Stars" julkaistiin vuonna 1957 Reviews of Modern Physics -lehdessä . Artikkeli tunnetaan paremmin nimellä B²FH , joka koostuu sen kirjoittajien nimien ensimmäisistä kirjaimista ( englanniksi Burbidge, Fowler, Hoyle ) [3] [7] .
B²FH on arvosteluartikkeli, joka kokoaa yhteen erilaista tietoa tähtien ydinreaktioista , sekä teoreettista että havainnointia. Myös uusia tuloksia saatiin, esimerkiksi s- ja r-prosesseille tehtiin laskelmia . Artikkeli selittää hyvällä tarkkuudella useimpien kemiallisten alkuaineiden alkuperän universumissa: tähtien ydinreaktiot eivät pystyneet selittämään vain deuteriumin , helium-3 :n , helium-4 :n ja litium-7 :n syntymistä . Nämä alkuaineet, kuten myöhemmin kävi ilmi, syntyivät primaarisen nukleosynteesin aikana pian alkuräjähdyksen jälkeen [3] [4] .
Artikkelissa esiteltiin myös nimiä erilaisille prosesseille, vedyn ja heliumin polton lisäksi [3] [7] :
B²FH-paperista on tullut yksi tärkeimmistä ja siteeratuimmista astrofysiikan julkaisuista [8] . Toukokuussa 2022 hänellä on yli 2600 lainausta.[9] . Astrofyysikkojen keskuudessa oli jopa vitsi: "Varhainen universumi loi vetyä ja heliumia , mutta Burbidge, Burbidge, Fowler ja Hoyle loivat kaiken muun" [10] .
Vuonna 1983 Fowler ja Subramanyan Chandrasekhar jakoivat fysiikan Nobelin palkinnon . Fowler sai palkinnon "ydinreaktioiden teoreettisista ja kokeellisista tutkimuksista, kemiallisten alkuaineiden muodostumisesta maailmankaikkeudessa". Fowler itse piti epäoikeudenmukaisena, että Hoyle ei saanut palkintoa, koska Hoyle oli paperin idean kirjoittaja [11] .